Una lluvia de electrones provoca las auroras de rayos X de Mercurio.

Las auroras de Mercurio son perfectamente características. Mientras que la Tierra templada disfruta de espectáculos de luces celestiales en sus polos, el infernal Mercurio recibe invisibles cintas de radiación de rayos X que se adhieren a su superficie deslumbrada por el sol.

Pero, por extrañas que parezcan, las auroras de rayos X de Mercurio tienen mucho en común con las luces polares de la Tierra y con las auroras en todo el sistema solar.

Los científicos han demostrado ahora directamente que las fluctuaciones en el campo magnético de Mercurio pueden lanzar electrones hacia el planeta, donde finalmente caen y causan auroras de luz de rayos X. Este proceso, llamado precipitación de electrones, parece ser prácticamente universal en el sistema solar: causa auroras en todos los planetas con un campo magnético global excepto Neptuno, informan los investigadores el 18 de julio en Nature Communications. Incluso Marte, que solo tiene campos magnéticos localizados, tiene auroras causadas por la lluvia de electrones (SN: 3/19/15).

Para Mercurio, "esta es realmente la primera vez que detectamos estos electrones directamente", dice el físico del plasma espacial Sae Aizawa de la Universidad de Pisa en Italia.

La precipitación de electrones generalmente ocurre debido a las interacciones entre los campos magnéticos de los planetas y el viento solar, una corriente de partículas cargadas expulsadas de la atmósfera superior del sol.

Impulsado por el viento solar, el lado que enfrenta al sol del campo magnético de un planeta se comprime mientras que el lado nocturno se extiende hasta formar una larga "cola magnética" que se extiende detrás del planeta. Eventualmente, la cola magnética se estira tanto que sus líneas de campo magnético, que antes eran en su mayoría paralelas, se rompen y se vuelven a conectar, enviando algunas líneas de campo volando detrás del planeta y otras de vuelta hacia él.

"Las líneas de campo magnético se rompen y forman nuevas", dice el físico espacial Ryan Dewey de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, quien no participó en el estudio. "Y en ese proceso, se libera mucha energía".

Toda esa energía envía paquetes de electrones volando hacia el planeta, espiralándose en trayectorias en forma de sacacorchos a lo largo de las líneas de campo magnético. Cuando estos electrones chocan contra el planeta o su atmósfera, liberan energía en forma de luz.

La longitud de onda de la luz depende de lo que los electrones encuentren a medida que caen. Las auroras de la Tierra brillan en longitudes de onda visibles porque los electrones entrantes excitan las moléculas de gases no cargados en la atmósfera como el oxígeno y el nitrógeno, que liberan luz visible cuando vuelven a su estado normal. Las auroras de Mercurio brillan en longitudes de onda de rayos X porque los electrones deceleran al golpear la superficie rocosa del planeta. La energía perdida se libera como rayos X.

Los investigadores descubrieron por primera vez auroras de rayos X en Mercurio en datos transmitidos por la sonda MESSENGER, que orbitó Mercurio desde 2011 hasta 2015 (SN: 4/30/15). Pero aunque los científicos razonaban que los electrones deben caer sobre Mercurio para causar su brillo de rayos X, MESSENGER no tenía los instrumentos adecuados para medir las partículas precipitantes.

La sonda BepiColombo de la Agencia Espacial Europea sí los tiene. Analizando datos del primer sobrevuelo de BepiColombo por Mercurio en 2021, Aizawa y sus colegas encontraron señales reveladoras del proceso.

Una pista fue que, mientras BepiColombo volaba a través de la magnetosfera de Mercurio, observó oleadas de electrones de movimiento rápido y alta velocidad, seguidas de varias ondas subsiguientes de electrones de progresivamente menor energía y velocidad. "Esto es exactamente lo que describiríamos como una firma de precipitación", dice Aizawa, quien realizó el trabajo mientras estaba en el Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología en Toulouse, Francia.

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Para Dewey, el nuevo descubrimiento es una mirada fascinante a los descubrimientos que esperan en Mercurio una vez que BepiColombo entre en órbita en 2025. Para entonces, habrá pasado una década desde que los científicos tuvieron una sonda orbitando continuamente a Mercurio.

"Para mí, es muy emocionante ver cuánto podemos aprender incluso con solo un breve paso a través de la magnetosfera", dice. "Es un vistazo".

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